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脱色剂的脱色机理及应用技术研究

来源:中国印染网 发布时间:2012年12月25日

用粉煤灰作脱色的吸附剂,其投资和运行费用明显低于活性炭,因此,在经济上较为合理。张竹青网研究结果表明粉煤灰对活性染料艳红x.3B和活性艳红x.8B具有良好的脱色效果。

活化煤是以劣质煤为原料,经破碎、筛选、浸泡、接种等工艺制成的一种新型优质水处理滤料。它具有较大的内表面积,中孔较为发达,有利于对较大分子有机物的吸附。郭丽等[9]用活化煤处理印染废水试验结果表明,活化煤作为三级处理印染废水的效果是明显的。去除率基本稳定在:COD去除率大于80%,脱色率大于70%左右。该方法具有投资低(比活性炭低40%),占地面积小,操作简单,便于管理,处理效果稳定,为废水深度处理开辟了一条经济有效的途径。

1.4 合成无机吸附剂

含有二氧化硅的复合氧化物和活性MgO可用于处理染料废水,且具有热再生性。采用Mg(OH) 吸附处理阴离子染料废水显示了优良的脱色效果,其脱色原理是利用镁盐加碱生成带正电荷的Mg(OH)2沉淀,强烈吸附带负电荷的阴离子染料而使染料废水脱色,许坤等[10]的研究表明,Mg(OH)2对阴离子染料的脱色率高达99%~100%,Mg(OH)2吸附后放置时间不宜过长,否则可能发生解吸影响脱色效果。

1.5 离子交换树脂吸附剂

近年来,针对水溶性离子型染料废水脱色困难这一问题,进行了利用磺化煤和改性纤维素离子交换树脂进行脱色的研究。

磺化煤是一种新型水处理离子交换剂,是由劣质煤(如褐煤)经过硫酸处理进行缩聚反应和在结构中引入磺基和羧基,其结构发生变化,并在相当秸度上提高了离子交换吸附能力,增加了化学稳定性和机械稳定性。宋光薄[11]以棉纤维为原料,利用尿素和磷酸脂H型阳离子交换纤维,对阳离子染料进行了脱色的初步探索,发现其吸附脱色性能远优于一般的活性炭。

1.6 天然废料吸附剂

除上述几类吸附剂外,也有研究者采用各种天然植物废料如锯屑、稻壳、玉米棒、甘蔗渣等进行印染废水的脱色试验,均表现了一定的脱色能力。

在埃及,大量的玉米棒成为农业废弃物,该国开展了利用玉米棒对纺织废水进行吸附脱色的研究。实验采用玉米棒对两种碱性染料Astrazon Blue和

Maxilon Red以及两种酸性染料Telon Blue和Eri.onyal Red的吸附结果,研究结果表明,玉米棒对碱性染料的吸附容量较酸性染料高[12]。玉米棒上染有色物质后仍具有可燃性,可作为一种燃料使用。

利用吸附法处理印染废水,应当重视吸附染料后的吸附剂再生以及废吸附剂的后处理,这对于减少二次污染是十分有利的。粘土、煤渣等类型吸附剂可考虑作为工业烧砖的原料以经高温分解有机物而实现废渣的无害化处理。

2 絮凝脱色

印染废水絮凝脱色机制就是以吸附架桥理论为基础的。就无机絮凝剂而言,是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应,生成高价聚羟阳离子,与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷扫作用,沉淀去除生成的粗大絮体(矾花),从而达到净水脱色目的。对于有机高分子絮凝剂而言,除了电中和与架桥作用外,可能还存在类似化学反应成键的絮凝机制。

2.1 无机混凝剂

常用无机混凝剂是铁、铝等金属盐。这些金属盐的分子电荷数多,故具有较大的混凝凝效果。铁盐、铝盐的混凝效果受pH的影响较大。以铝盐为例,铝与水中之OH。作用形成氢氧化铝,表现出大的混凝效果。如果此时水中碱度不足(pH低),形成氢氧化铝的氢氧根离子不足便形不成沉淀。另一方面,如DH过高,氢氧化铝就会变成铝酸根离子而再度溶解,从而降低凝集效果。pH值过高或过低,其溶解度都变大,不利于凝集。因此必须对染色废水的pH进行调整,分别调整到其最适宜值。根据实验可求得各种混凝剂的最佳pH值。

高宝玉[13]研制的含金属离子的聚硅酸脱色混凝剂(PSMA),用来处理含分散染料、酸性染料的废水,当投加量为45mg/L时,色度去除率均达95%以上。

通过多方面的研究及实践证明,利用无机混凝剂可以较好地去除印染废水中大部分悬浮态染料、分散染料、还原染料、硫化染料及水溶性染料中分子量较大的部分直接染料,但对于活性染料、金属络合染料的去除效果则较低[14]。

2.2 有机絮凝剂

由于普通的无机混凝剂在废水处理中药剂投加量大,处理费用高,且随水质的变化需改变加药条件,因此运行管理比较复杂。最近几年的研究结果表明,有机絮凝剂特别是人工合成的高分子絮凝剂对印染废水显示出更好的脱色效果。目前用于印染废水中的有机絮凝剂主要分为表面活性剂、天然高分子及其改性剂、人工合成的有机高分子絮凝剂三大类[15]。

2.2.1 表面活性剂

有研究者用十二酰胺基乙基吡啶氯化物或十六烷基溴化吡啶盐处理水溶性阴离子染料废水,如澄碱H2R、Ostazin棕H4GR、Ostazin亮橙H2R等,其处理效果都很理想。

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